domingo, 13 de enero de 2013
RIESGOS DE LA CIENCIA Y LA TECNOGIA
Según la agencia europea del medio ambiente (AEMA), la liberación de sustancias químicas peligrosas constituyen una grave amenaza para el medio ambiente en Europa y todo el mundo. La misión de compuestos orgánicos volátiles (COV) a la atmosfera contribuye a la degradación de la capa de ozono. Los COV también actúan como precursores de la información de ozono troposférico, un problema crónico y de amplia distribución en toda la unidad Europea. La falta de ozono puede causar efectos nocivos tanto para la salud humana como para el medio ambiente. Pero, de hecho, las especies vegetales y los cultivos son más sensibles a este contaminante que los seres humanos. El ozono interfiere en la actividad fotosintética, en el crecimiento y en el metabolismo general de la planta, aunque también aumenta la sensibilidad de los arboles a las heladas, el calor y a la sequía. Se ha estimado que con las concentraciones de ozono que se viene presentando en la temporada estival de crecimiento, Las pérdidas de producción en la agricultura pueden suponer de 5 hasta un 10% en toda la cantidad Europea.
En el mantenimiento de nuestra casa utilizamos materiales y productos tóxicos, tales como pintura, barnices y pegamentos. De 28 pesticidas que se usan en forma común, por lo menos 23 son cancerosos; anualmente, 20 000 muertes son causadas por residuos de pesticidas en los alimentos. Una pila pequeña puede contaminar hasta 600 000 litros de agua. México vive una situación de emergencia ante la acelerada y dramática desaparición de sus bosques y selvas; es las ultimas cinco décadas la superficie forestal se produjo a la mitad, lo cual pone en riesgo a muchos otros recursos como la captación de agua.
Como pequeños consumidores de residuo peligrosos podemos empezar por nuestros hogares, ya que una buena parte de los productos de limpieza, como desinfectante , limpia hornos, desengrasaste, detergentes, cloro, blanqueadores, destapa-caños y demás productos que usamos diariamente, contiene materiales tóxicos y algunos están registrados como pesticidas.
Muchos de los productos que usamos diariamente en nuestros hogares tan catalogados como productos nocivos para nuestra salud y el medio ambiente. Esto implica que debemos tener cuidado con su consumo, manejo y desecho. Un material peligroso es cualquiera que tenga una o varias categorías: corrosivo, toxico, reactivo, explosivo, inflamable o infeccioso. Si bien en la mayoría de la etiquetas de productos con sustancia peligrosa se menciona las precauciones que se debe tener en su uso, manejo y almacenamiento, también es cierto que podemos disponer de estas sustancias en las que no se informa que su disposición puede ser peligrosa. A nivel domestico e industrial no existe una cultura del manejo de estos residuos peligrosos y como emplearlos, por lo generalmente terminan de manera irresponsable en los desagües, ríos barrancas, y tiraderos. En México, durante 2002, se importaron 276,000 toneladas de residuos tóxicos para su reciclaje.
En México, cada año se produce ocho millones de toneladas de residuos peligrosos; en el Distrito Federal se generan entre dos o tres millones de toneladas. Solo 12% se controla adecuadamente y el problema es gravado por el hecho de que cerca de 90% de estos residuos se encuentran en estado liquido, acuoso o semilíquido, lo que facilita se disposición clandestina.
Las acciones catalíticas intervienen en gran numero de fenómenos químicos de importancia científica, industrial y biológica. Puestos que sin los catalizadores muchas reacciones se verificarían tan rápido o tan lentamente que seria imposible aprovecharlas, en diversas reacciones entre gases se utilizan catalizadores solido que se llaman de contacto. El proceso se denomina catálisis heterogénea. En los automóviles se utilizan convertidores catalíticos de contacto en los tubos de escape. Estos catalizadores la oxidación del CO a CO2 y los restos de hidrocarburos sin quemar de la gasolina. Los óxidos de nitrógeno se descomponen en N2 y O2 evitando que se emitan gases muy tóxicos ala atmósfera
Los catalizadores positivos (los que aceleran una reacción) son el dióxido de manganeso (MnO2), que se utiliza en la obtención del clorato de potasio (KClO3). y el platino (Pt), que se emplea en la fabricación del ácido sulfúrico (H2SO4). Un catalizador negativo, es decir, el que retarda una reacción, es el tetraetilo de plomo (C2H5)4Pb, que en México se utiliza como antidetonante en las gasolinas hace ya muchos años.
Las acciones catalíticas intervienen en gran numero de fenómenos químicos de importancia científica, industrial y biológica. Puestos que sin los catalizadores muchas reacciones se verificarían tan rápido o tan lentamente que seria imposible aprovecharlas, en diversas reacciones entre gases se utilizan catalizadores solido que se llaman de contacto. El proceso se denomina catálisis heterogénea. En los automóviles se utilizan convertidores catalíticos de contacto en los tubos de escape. Estos catalizadores la oxidación del CO a CO2 y los restos de hidrocarburos sin quemar de la gasolina. Los óxidos de nitrógeno se descomponen en N2 y O2 evitando que se emitan gases muy tóxicos ala atmósfera
Las acciones catalíticas intervienen en gran numero de fenómenos químicos de importancia científica, industrial y biológica. Puestos que sin los catalizadores muchas reacciones se verificarían tan rápido o tan lentamente que seria imposible aprovecharlas, en diversas reacciones entre gases se utilizan catalizadores solido que se llaman de contacto. El proceso se denomina catálisis heterogénea. En los automóviles se utilizan convertidores catalíticos de contacto en los tubos de escape. Estos catalizadores la oxidación del CO a CO2 y los restos de hidrocarburos sin quemar de la gasolina. Los óxidos de nitrógeno se descomponen en N2 y O2 evitando que se emitan gases muy tóxicos ala atmósfera
En un principio se creyó que los catalizadores no intervenían la reacción química y actuaban por su simple presencia. En la actualidad se ha comprobado que toman parte activa en la reacción, formando compuestos intermedios inestables que se descomponen en seguida regenerando el catalizador, por lo que este no se consume. De esta forma, el catalizador cambia el curso ordinario de la reacción, lo cual reduce la energía de activación.
Las catálisis (palabra sugerida por Berzelius en 1835) es un proceso en el cual la velocidad de una reacción química determinada se acelera,en ocasiones enorme, por la presencia de pequeñas cantidades de una sustancia que no parece tomar parte en la reacción. Así, el polvo de platino cataliza la reacción entre el hidrógeno y el oxigeno. De por tanto: un catalizador es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción sin sufrir cambios aparentes en su composición o peso.
sábado, 12 de enero de 2013
CATALISIS
En el siglo XIX, los cientificos alemanes, fueron pioneros del estudio de los caminos fisicos asocioados alas reacciones quimicas. el cientifico mas importante en el campo de la ciencia fisiotimica fue el quimico ruso-germano friedrych wilhelm ostwald (1853-1932), quien prosedio casi inmediatamente al poner en practica la teoria fisico estadounidense jociah willard gibbs (1839-1903), en cual estaba aplicado en el catalisis de las reacciones quimicas.
VELOCIDAD Y TEMPERATURA
Al elevar la temperatura de un sistema aumenta la velociada de las moléculas y con ello el numero de choques entre ellas, y viceversa. El notable incresimiento de la velocidad de la reaccion al aumentar la temperatura sedeve a que se incrementa el posentaje de moleculas activas, esto es, energia cinetica es superior ala de activacion (la neceasaria para iniar una reaccion).
Así, en la relación para formar acido yodhídrico
(HI), es evidente que si, por ejemplo, duplicamos la concentración DE yodo (I,
cada molécula de hidrogeno (H), al encontrarse con un doble de moléculas de
(I), se duplica es la concentración de (H). por tanto la velocidad de la
relación será proporcional a la concentración de cada reactivo.
INFLUENCIA DE LA CONCENTRACION
De acuerdo con la teoría de las colisiones, para que se produzca una reacción química tiene chocar entre si las moléculas iniciales. Ahora bien, según la teoría cinética, el número de choques es proporcional a la concentración de cada archivo. Po tanto, a mayor concentración, mayor número de choques, y mayor la velocidad de relación.
NATURALEZA DE LOS REACTIVOS
La mayor o menor velocidad una reacción depende de
las características de las sustancias reaccionantes. Por ejemplo en una
solución acuosa las sustancias que forman iones reaccionan con una gran
velocidad, difícil de medir, como un la neutralización acido-base. En cambio,
las reacciones que ocurren entre moléculas son más lentas y, por tanto, su
velocidad es más fácil de medir. Cuando intervienen sustancias sólidas, la velocidad
de reacción varía dependiendo de la superficie de contacto. Por ejemplo, cuando
se cuece una papa entera su velocidad de reacción es menor que si se cuece
corta en trozos; en este último caso tardara menos tiempo en cocerse porque
aumenta la superficie de contacto del vegetal con el agua.
Esto quiere decir que
la información que se puede de este sistema esta limitada a
la observación y medición de algunos de sus atributos
accesibles a nuestro sentido, los cuales reflejan su
naturaleza microscopista, como su volumen, masa, presión,
temperatura, color, energía, etc. Pos ello es necesario recurrió
ala imaginación para crear mentalmente un modelo en el
cual, por medio de ciertas hipótesis, se describe algunas características de
esta enorme población de átomos o moléculas.
Este
modelo tendrá un mínimo de hipótesis y con base
en ellas habrá que deducir las propiedades macroscopicas del sistema,
descrito por dicho modelo, concuerdan con las observaciones realizadas en el
laboratorio de las propiedades de un sistema real. Si la concordancia
es satisfactoria, el modelo es apropiado para describir el sistema, si
no, habrá que modifica hasta obtener uno que si lo
sea. De esta manera, haciendo suposiciones simple, relativas
a la estructura y conducta de los átomos en la fase gaseosa, so
obtiene una teoría molecular de los gases que concuerda con las
diversas propiedades macroscopicas observadas.
La teoría cinética de la materia es el intento mediante el cual se desean
explicar las propiedades observable en escala microscopisca de
cualquier sistema de que nos rodean y que se encuentran el menos en alguna de
las tres frases: gaseosa, liquida o sólida, a aparir delas leyes
que gobiernan las partículas microcopias que los
forman; es evidente que en alguna forma es necesario recurre
ala imaginación, ala intuición y, en ciertas medidas, a
la observación para conceptualizar y definir dicho sistema.
TEORÍA DE LAS COLISIONES
Muchos han sido los esfuerzos realizados para comprender las propiedades de la materia y para establecer una teoría sobre la naturaleza del calor. En la actualidad estas dos vertientes convergen para dar pasos al modelo cinético molecular. Éste abarca una de las teorías científicas que tiene una gran influencia en el desarrollo de la física y la química. De dicha teoría surge la explicación del comportamiento de cada uno de los estados de agregación de la materia, describe como ocurre algunos fenómenos.
Es frecuente confundir
los conceptos velocidad de reacción y tiempo de reacción.
Este ultimo puede definirse como el tiempo transcurrido desde el inicio de
una reacción hasta la aparente terminación de la misma. La
velocidad de una reacción depende del numero de choques eficaces (es decir,
de los que producen una reacción) entre
las moléculas reaccionantes. El numero de choques eficaces
esta en función de :
1. Numero de choques totales, que depende a su vez de
las concentraciones de los reactivos y de su estado físico.
2. Numero
de moléculas con energía cinética suficiente, que
aumenta en gran medida con la temperatura. Existen cuatro factores
que afectan la velocidad de una reacción: naturaleza de los
reactivos, concentración y estado físico de los reactivos,
temperatura y catalizadores.
8.3 Velocidad De Reacción
¿Como se define la velocidad de una reacción química? ¿En que unidades se mide? ¿Que factores afectan la velocidad de una reacción? ¿Que es la catálisis? ¿Por que cuando se agrega un ácido a un clavo reacciona inmediatamente? ¿Por que la leche se descompone mas rápido en lugares mas calurosos que es clima templado o frió? ¿ Por que un clavo tarda mas que disolverse en ácido sulfúrico, que si estuviera pulverizado o en forma de viruta de hierro?
En la vida diaria los cambios suceden a diferente velocidad; en la cuidad de México el transito hace muy lento en las horas pico (de 6 a 8 de la mañana y de 2 a 3 de la tarde), pero de las 10 a las 12 del día se puede circular a muy buena velocidad por las principales calles de la ciudad.
También puedes regular la velocidad a la que gira en ventilador según la cantidad de aire que quieras recibir. Respecto a los alimentos, ¡por que al partir un aguacate se ennegrece rápidamente?, y si lo metes al refrigerador, ¿dura más tiempo sin ennegrecerse? ¿A qué se debe eso? la velocidad es una medida del cambio que ocurre que ocurre por unidad de tiempo.
En la vida diaria los cambios suceden a diferente velocidad; en la cuidad de México el transito hace muy lento en las horas pico (de 6 a 8 de la mañana y de 2 a 3 de la tarde), pero de las 10 a las 12 del día se puede circular a muy buena velocidad por las principales calles de la ciudad.
También puedes regular la velocidad a la que gira en ventilador según la cantidad de aire que quieras recibir. Respecto a los alimentos, ¡por que al partir un aguacate se ennegrece rápidamente?, y si lo metes al refrigerador, ¿dura más tiempo sin ennegrecerse? ¿A qué se debe eso? la velocidad es una medida del cambio que ocurre que ocurre por unidad de tiempo.
Cuando se neutraliza
una solución de una base agregada un ácido, la liberación
de energía se nota por un aumento inmediato
de temperatura en la solución. Cuando el motor de un auto quema
gasolina, desde luego se libera calor, y al mismo tiempo parte de
la energía efectúa el trabajo de mover el automóvil.
Las reacciones químicas, podemos
decir para una razón por la cual se llevan a cabo es por que los
productos alzan un estado de energía menor, mas estable que el
de los reactivos. Para que los productos alcancen este estado mas estable,
sede liberar y emitir energía a los alrededores en forma de calor (o
como trabajo y calor).
Entre 1860 y 1869, Pierre Barthelot,
quien había hecho importantes trabajos
en síntesis orgánica concentro su atención en
la termoquímica. Para ello, ideo algunos métodos para efectuar reacciones químicas dentro
de cámaras cerradas por el agua a temperatura conocida y a partir del
incremento de la temperatura del agua al finalizar la reacción, podía
medirse la cantidad de calor desarrollada por la misma.
En 1840, los mundos de
la química y de la física se unieron y comenzaron a
marchar juntos gracias al trabajo del químico ruso-suizo germain henri hess (1802- 1850). Hess dio a conocer los
resultados de cuidadosa mente que había tomado sobre la cantidad de
calor desarrollada en las reacciones químicas entre cantidades fijas
de algunas sustancias.
Tales avances en el terreno de
la física no podía aislarse de la química, ya
que después de todo, aparte del sol la mayor fuente de calor en el
mundo del siglo XIX residía en las reacciones químicas, como
la combustión de la madera y el petroleo. Por esta
misma época, también se observo que otras
reacciones químicas desarrollaron calor, por ejemplo,
la neutralización de ácidos por bases.
Los físicos Carnot, thomson, kelvin y clausius, quienes demostraron
que el calor, abandonado así mismo,
fluye .espontáneamente de un
punto con mayor temperatura hacia otro con menor temperatura, y que a partir del calor se
puede obtener trabajo solamente cuando existe tal flujo de calor a través
de una diferencia de temperaturas. Esta inferencia se generalizo para aplicar a
cualquier forma de energía que fluye desde un punto de mayor
intensidad hacia otra de menor intensidad.
La primera parte del siglo XIX Davy se ocupa de alterar la ordenación molecular
de los compuestos inorgánicos y Berthelot la de los compuestos orgánicos, los físicos Joule, mayer y Helmholtz estudiaban el
flujo del calor, al que denominaron termodinámica (de las palabras griegas que significan movimiento de calor). en 1840, su
trabajo comprobó que en los cambios sufridos por el calor y otras formas
de energía, no se destruye ni se crea energía. A este principio se le
llamo la ley de
la conservación de la energía o primer principio de la termodinámica.
En los siglos XVII y XVIII, los
mundos de la química y la física parecían estar bien
delimitados. la química se enfoca el estudio de aquellos cambios que
implicaban alteraciones en la estructura molecular, entre tanto
la física se encarga del estudio de aquellos cambios que no implican
dichas alteraciones.
Los cambios que se producen en
una solución de cloruro de sodio y nitrato de plata,
la solución es el sistema, mientras que el vaso de precipitados y
todo lo demás con los alrededores. para explicar los cambios
que se producen en un sistema, es necesario definir con gular, esto se hace el
especificar el estado del sistema, es decir, al reunir en grupo especifico
de condiciones de presión, temperatura, número de moles de cada componente y su
forma física (por ejemplo, gas, liquido,salido,forma cristalina). Al
especificar estas variables, se han fijado todas las propiedades del sistema.
Las reacciones químicas provocan
una variación de energía, que suele manifestarse en forma de
calor. Su estudio es muy importante, por lo que en este bloque se determina el
calor absorbido en las reacciones, así como
los posibles métodos para su determinación. Antes de continuar, se estableciera el significado de
algunos términos que se emplean con frecuencia, como la palabra sistema. Por los sistemas
se entiende la porción específica del universo en la cual se enfoca
la atención.
ENTALPIA DE REACCIONES Y ENTALPIA DE FORMACIO
Durante todas sus existencias, la humanidad ha
utilizado reacciones químicas para producir energía. Estas han ido desde las
más rudimentarias, como la combustión de madre o carbón, hasta las más
sofisticadas, como las que tiene lugar en los motores de aviones, naves
especiales, lanchas ultrarrápidas, y automóviles de carreras. Como sabemos, las
reacciones químicas van acompañadas de un desprendimiento o de una absorción de
energía.
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